【研究分野】固体地球惑星物理学

【研究領域課題番号】17253002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

千島弧 / 火山活動 / 火山噴火 / 地震活動 / 地殻変動 / マグマ / 火山ガス / 津波 / 千嶋孤 / 火山 / 千島列島 / 噴火 / 北方四島 / リモートセンシング

【研究成果の概要】

日露米の3ケ国により南千島ウルップ島から北千島パラムシル島で、ビザ無し専門家交流により日露で色丹・国後・択捉島で、火山学的および古津波調査を実施した。その結果、千島列島の過去1万年間の火山噴火履歴と、主要な噴火の噴火様式および特に南千島での津波の発生間隔を検討した。特に火山活動では、9500～6500 年前および4000～1000年前にカムチャッカ～北海道まで大規模な噴火が頻発したこと、またマグマ組成の広域変化が基盤構造の差異と調和的であることを始めて指摘できた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2005 - 2008

【配分額】42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)

【研究分野】固体地球物理学

【研究領域課題番号】09640505 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

火山噴煙 / 噴火のダイナミックス / 流体実験 / マグマ / 火砕物 / リモートセンシング / 数値実験 / 破砕作用 / 火山噴火 / 噴火の推移 / マグマの上昇 / マグマのダイナミックス

【研究成果の概要】

本研究では,爆発的な噴火の数値モデルを開発するとともに,主にフィリピンピナツボ火山1991年噴火の観測結果に基づいて,堆積物の粒径分布,構成粒子の形状から爆発的噴火のダイナミックスや爆発的噴火におけるマグマの破砕過程を明かにする手法を開発した.
理論モデルに関する研究成果は以下の2点である.第一に,発泡しつつあるマグマの火道中の定常上昇運動についてのモデルを構築した.その結果,火道中のマグマの破砕面前後で液相と気相の相対速度が生じた場合,従来報告されているマグマの上昇様式と定性的に大きく異なる様式でマグマが上昇する可能性があることが示された.また,爆発的な噴火によって生ずる火山噴煙のダイナミックスを数値的にシミュレートする計算コードを開発した.
観測に基づく研究としては,ピナツボ噴火の降下軽石層の粒径分布から噴火のダイナミックスの再現と総噴出量の推定を行った.また,火砕物ガラスおよび結晶の破砕直後の初生粒径分布を求めた.重要な結論として,爆発的な噴火では,火砕物全体の7割以上,またマグマ中の結晶のおよそ6割が極細粒に破砕され,大気中に拡散してしまうという知見を得た.細粒火山灰中のガラスと斜長石結晶の破砕直後の初生粒径分布が系統的に異なること,また,火砕物の詳細な形状観察や,極細粒火山灰の粒径分布が軽石の気泡の大きさや気泡壁の厚さのスケールに影響を受けていることから,極細粒火山灰を形成する破砕過程が主に気泡の破裂による可能性が高いことが明かとなった.同様な手法は,浅間火山1783年噴火,諏訪瀬火山1813噴火の噴出物にも適用された.特に,浅間火山1783年噴火については,古文書の記載と堆積物の比較から,噴火推移および噴火のダイナミックスを詳細に再現することができた.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1997 - 1999

【配分額】3,300千円 (直接経費: 3,300千円)